Μοριακοί κινητήρες σε μεταλλικές επιφάνειες: Η αποτελεσματική κίνηση χωρίς υγρά επιτρέπει την ακριβή μεταφορά μορίων

Μοριακοί κινητήρες σε μεταλλικές επιφάνειες: Η αποτελεσματική κίνηση χωρίς υγρά επιτρέπει την ακριβή μεταφορά μορίων

Τίτλος: Η επαναστατική μελέτη αποκαλύπτει αποτελεσματική, μονοκατευθυντική μοριακή κίνηση στις μεταλλικές επιφάνειες

Υπότιτλος: Η νέα προσέγγιση επιτρέπει την ελεγχόμενη συναρμολόγηση των νανοδομών σε ατομική κλίμακα

Η έρευνα για τους πλαστικούς κινητήρες μορίων έχει πάρει μια συναρπαστική νέα στροφή, δείχνει μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη. Μια ομάδα επιστημόνων έχει ανακαλύψει ότι οι εξαιρετικά αποδοτικοί μοριακοί κινητήρες μπορούν επίσης να λειτουργούν σε μεταλλικές επιφάνειες χωρίς να απαιτούν πολύπλοκες διαδικασίες σχεδιασμού και σύνθεσης.

Οι προηγούμενες έρευνες επικεντρώθηκαν κυρίως στη μελέτη των μοριακών κινητήρων σε διαλύματα και σε στερεές επιφάνειες, οι οποίες χρησιμεύουν ως σημεία αναφοράς για την παρακολούθηση της κίνησης τους. Ωστόσο, αυτά τα μόρια απαιτούν πολύπλοκο σχεδιασμό και σύνθεση επειδή η λειτουργία του κινητήρα πρέπει να ενσωματωθεί στη χημική δομή. Επιπλέον, παρουσιάζουν περιορισμούς σε σύγκριση με τη λειτουργικότητά τους σε λύσεις σε στερεές επιφάνειες.

Η επαναστατική νέα μελέτη δείχνει τώρα ότι η αποτελεσματική μοριακή κίνηση είναι δυνατή σε μεταλλικές επιφάνειες ακόμη και χωρίς πολύπλοκες διαδικασίες σχεδιασμού και σύνθεσης. Οι ερευνητές συνδυάζουν μια απλή μοριακή δομή με την μεταλλική επιφάνεια, η οποία από μόνη της δεν έχει λειτουργία κινητήρα. Η κίνηση αυτών των μορίων ενεργοποιείται από ενδομοριακή μεταφορά πρωτονίων, η οποία οδηγεί σε διαμόρφωση των πιθανών ενεργειακών στρωμάτων. Κάθε μόριο μετακινείται κατά μήκος μιας ατομικά καθορισμένης ευθείας γραμμής με 100 τοις εκατό μονοπάθεια.

Για να αποδείξει την αποτελεσματικότητα αυτών των κινητήρων, οι ερευνητές κατάφεραν να μεταφέρουν μεμονωμένα μόρια μονοξειδίου του άνθρακα με ελεγχόμενο τρόπο. Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για το ελεγχόμενο συγκρότημα από κάτω προς τα πάνω των νανοδομών σε ατομική κλίμακα.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο γνωστό περιοδικό "Reviews Chemical Society" και μπορεί να προβληθεί στον ακόλουθο σύνδεσμο: [1].

Αυτή η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει ένα ορόσημο στην ανάπτυξη μοριακών κινητήρων και θα μπορούσε να έχει μελλοντικές επιπτώσεις σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της επιστήμης των υλικών, της νανοτεχνολογίας και της ιατρικής. Η ικανότητα ελέγχου των νανοδομών σε ατομικό επίπεδο ανοίγει μια ποικιλία νέων εφαρμογών και επιτρέπει στους επιστήμονες να δημιουργούν προσαρμοσμένα υλικά με μοναδικές ιδιότητες.

Η έρευνα για τους μοριακούς κινητήρες εξακολουθεί να βρίσκεται στα αρχικά της στάδια, αλλά αυτή η πολλά υποσχόμενη μελέτη θέτει τα θεμέλια για περαιτέρω έρευνα σε αυτόν τον συναρπαστικό τομέα. Παραμένει να δούμε ποιες πιθανές εφαρμογές και ανακαλύψεις μπορούν να επιτευχθούν τα επόμενα χρόνια.

Αναφορές:
[1] Kassem, S. et αϊ. Τεχνητές μοριακοί κινητήρες. Chem. Soc. Rev. 46, 2592-2621 (2017).
Πηγή: http://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y